KR101133402B1 - Film formation apparatus for semiconductor process - Google Patents

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가즈야 야마모또
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Abstract

반도체 처리용 성막 장치는 반응실 내에서 피처리 기판을 지지하도록 설정된 복수의 지지 레벨을 갖는 지지 부재와, 반응실에 성막 가스를 공급하는 가스 분산 노즐을 포함하는 성막 가스 공급계와, 반응실 내에 부착된 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와, 반응실 내를 배기하는 배기계를 구비한다. 클리닝 가스 공급계는 반응실의 저부 근방에서 상향으로 지향된 가스 공급구를 상단부에 갖는 가스 노즐을 포함하고, 가스 공급구는 지지 부재의 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래에 위치한다.The film forming apparatus for semiconductor processing includes: a film forming gas supply system including a support member having a plurality of support levels set to support a substrate to be processed in the reaction chamber, a gas dispersion nozzle supplying a film forming gas to the reaction chamber, and a reaction chamber in the reaction chamber. A cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas for etching the attached by-product film and an exhaust system for exhausting the inside of the reaction chamber. The cleaning gas supply system includes a gas nozzle having a gas supply port directed upward in the vicinity of the bottom of the reaction chamber, and the gas supply port is located below the lowest level of the support level of the support member.

반도체 처리용 성막 장치, 클리닝 가스, 성막 가스, 배기계, 부생성물막 Film forming apparatus for semiconductor processing, cleaning gas, film forming gas, exhaust system, by-product film

Description

반도체 처리용 성막 장치 {FILM FORMATION APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS}Film forming apparatus for semiconductor processing {FILM FORMATION APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판 상에 실리콘 질화막 등의 박막을 형성하는 반도체 처리용 성막 장치에 관한 것이다. 여기서, 반도체 처리라 함은, 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 FPD(Flat ㎩nel Display)용 글래스 기판 등의 피처리 기판 상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 상기 피처리 기판 상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위해 실시되는 다양한 처리를 의미한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus for semiconductor processing, which forms a thin film such as a silicon nitride film on a target substrate such as a semiconductor wafer. Herein, semiconductor processing means that a semiconductor layer, an insulating layer, a conductive layer, etc. are formed in a predetermined pattern on a target substrate such as a wafer or a glass substrate for flat panel display (FPD) such as an LCD (Liquid Crystal Display). This means a variety of processes performed on the substrate to be processed to manufacture a structure including a semiconductor device, a wiring connected to the semiconductor device, an electrode, and the like.

반도체 디바이스의 제조 공정에서는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 처리에 의해, 피처리 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼 상에 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 등의 박막을 형성하는 처리가 행해진다. 이와 같은 성막 처리에서는, 예를 들어 이하와 같이 하여 반도체 웨이퍼 상에 박막이 형성된다.In the process of manufacturing a semiconductor device, a process of forming a thin film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film on a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer, is performed by a process such as chemical vapor deposition (CVD). In such a film formation process, a thin film is formed on a semiconductor wafer as follows, for example.

우선, 열처리 장치의 반응관(반응실) 내를 히터에 의해 소정의 로드 온도로 가열하여, 복수매의 반도체 웨이퍼를 수용한 웨이퍼 보트를 로드한다. 다음에, 반 응관 내를 히터에 의해 소정의 처리 온도로 가열하는 동시에, 배기 포트로부터 반응관 내의 가스를 배기하여, 반응관 내를 소정의 압력으로 감압한다.First, the inside of the reaction tube (reaction chamber) of the heat treatment apparatus is heated to a predetermined load temperature by a heater to load a wafer boat containing a plurality of semiconductor wafers. Next, the inside of the reaction tube is heated to a predetermined processing temperature by a heater, the gas in the reaction tube is exhausted from the exhaust port, and the inside of the reaction tube is reduced in pressure to a predetermined pressure.

다음에, 반응관 내를 소정의 온도 및 압력으로 유지하면서(배기를 계속하면서), 가스 공급 라인으로부터 반응관 내로 성막 가스를 공급한다. 예를 들어, CVD에서는 반응관 내에 성막 가스가 공급되면, 성막 가스가 열반응을 일으켜 반응 생성물이 생성된다. 반응 생성물은 반도체 웨이퍼의 표면에 퇴적되어, 반도체 웨이퍼의 표면에 박막이 형성된다.Next, the film forming gas is supplied from the gas supply line into the reaction tube while maintaining the inside of the reaction tube at a predetermined temperature and pressure (continuous exhaust). For example, in CVD, when the deposition gas is supplied into the reaction tube, the deposition gas undergoes a thermal reaction to generate a reaction product. The reaction product is deposited on the surface of the semiconductor wafer to form a thin film on the surface of the semiconductor wafer.

성막 처리에 의해 생성되는 반응 생성물은 반도체 웨이퍼의 표면뿐만 아니라, 예를 들어 반응관의 내면이나 각종 지그 등에도 부생성물막으로서 퇴적(부착)된다. 부생성물막이 반응관 내 등에 부착된 상태로 성막 처리를 계속해서 행하면, 반응관 등을 구성하는 석영과 부생성물막과의 열팽창률의 차이에 의해 발생하는 응력에 의해 석영이나 부생성물막이 부분적으로 박리된다. 이에 의해 파티클이 발생하여, 제조되는 반도체 디바이스의 수율을 저하시키거나, 혹은 처리 장치의 부품을 열화시키는 원인이 된다.The reaction product produced by the film forming process is deposited (attached) not only on the surface of the semiconductor wafer, but also on the inner surface of the reaction tube, various jigs, and the like as a by-product film. If the film forming process is continuously performed while the by-product film is attached to the reaction tube or the like, the quartz or by-product film is partially peeled off due to the stress generated by the difference in the thermal expansion rate between the quartz and the by-product film forming the reaction tube. do. As a result, particles are generated, which lowers the yield of the semiconductor device to be manufactured or causes deterioration of components of the processing apparatus.

이로 인해, 성막 처리를 복수회 행한 후, 반응관 내의 클리닝이 행해진다. 이 클리닝에서는 히터에 의해 소정의 온도로 가열된 반응관 내에 클리닝 가스, 예를 들어 불소와 할로겐 함유 산성 가스의 혼합 가스가 공급된다. 반응관의 내면 등에 부착된 부생성물막은 클리닝 가스에 의해 드라이 에칭되어 제거된다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평3-293726호 공보 참조). 그러나, 후술하는 바와 같이, 본 발명자들에 따르면, 종래의 이러한 종류의 성막 장치에서는 반응관 내의 클리닝 처리에 관련하여, 클리닝 처리의 효과가 반응관의 상부측에서 불충분해지거나, 혹은 클리닝 가스의 가스 노즐이 열화되기 쉬운 것 등의 문제가 있는 것이 발견된다.For this reason, after performing a film-forming process in multiple times, cleaning in a reaction tube is performed. In this cleaning, a cleaning gas, for example, a mixed gas of fluorine and a halogen-containing acidic gas is supplied into a reaction tube heated to a predetermined temperature by a heater. The by-product film attached to the inner surface of the reaction tube or the like is dry etched and removed by a cleaning gas (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H3-293726). However, as will be described later, according to the present inventors, in the conventional film forming apparatus of this type, the effect of the cleaning treatment is insufficient on the upper side of the reaction tube or the gas of the cleaning gas in relation to the cleaning treatment in the reaction tube. It is found that there is a problem such as that the nozzle is likely to deteriorate.

본 발명은 반응관 내의 클리닝 처리를 전체적으로 균일하고 또한 효과적으로 행하는 것이 가능한 반도체 처리용 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 클리닝 가스의 가스 노즐이 열화를 방지하는 것이 가능한 반도체 처리용 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a film forming apparatus for semiconductor processing which can uniformly and effectively perform a cleaning process in a reaction tube as a whole. Moreover, an object of this invention is to provide the film-forming apparatus for semiconductor processes in which the gas nozzle of a cleaning gas can prevent deterioration.

본 발명의 제1 시점은, 반도체 처리용 성막 장치이며, 복수의 피처리 기판을 상하에 간격을 두고 적층한 상태로 수납하도록 구성된 반응실과, 상기 반응실 내에서 상기 피처리 기판을 지지하도록 설정된 복수의 지지 레벨을 갖는 지지 부재와, 상기 반응실의 주위에 배치된 상기 피처리 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 반응실에 성막 가스를 공급하는 성막 가스 공급계와, 상기 성막 가스 공급계는 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 전체에 걸치도록 복수의 가스 분사 구멍이 소정의 간격을 두고 형성된 가스 분산 노즐을 포함하는 것과, 상기 반응실 내에 부착된 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와, 상기 반응실 내를 배기하는 배기계와, 상기 배기계는 상기 지지 부재를 사이에 두고 상기 가스 분산 노즐에 대향하는 위치에 배치된 배기구를 포함하는 것을 구비하고, 상기 클리닝 가스 공급계는 상기 반응실의 저부 근방에서 상향으로 지향된 가스 공급구를 상단부에 갖는 가스 노즐을 포함하고, 상기 가스 공급구는 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래에 위치한다.A first viewpoint of the present invention is a film forming apparatus for semiconductor processing, comprising: a reaction chamber configured to accommodate a plurality of substrates in a stacked state at intervals above and below, and a plurality of substrates set to support the substrates in the reaction chamber; A support member having a support level of?, A heater for heating the substrate to be disposed around the reaction chamber, a film forming gas supply system for supplying a film forming gas to the reaction chamber, and the film forming gas supply system include: A cleaning gas supply for supplying a cleaning gas for etching the byproduct film attached to the reaction chamber, the gas dispersion nozzle including a plurality of gas injection holes formed at predetermined intervals so as to cover the entire support level of the support member; A system, an exhaust system for exhausting the inside of the reaction chamber, and the exhaust system face the gas dispersion nozzle with the support member therebetween. And a gas nozzle having an upper end having a gas supply port directed upwardly near the bottom of the reaction chamber, wherein the gas supply port is formed of the support member. It is located below the lowest level of the said support level.

본 발명의 제2 시점은, 반도체 처리용 성막 장치이며, 복수의 피처리 기판을 상하에 간격을 두고 적층한 상태로 수납하도록 구성된 반응실과, 상기 반응실 내에서 상기 피처리 기판을 지지하도록 설정된 복수의 지지 레벨을 갖는 지지 부재와, 상기 반응실의 주위에 배치된 상기 피처리 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 반응실에 실란계 가스를 포함하는 제1 성막 가스를 공급하는 제1 성막 가스 공급계와, 상기 반응실에 질화 가스를 포함하는 제2 성막 가스를 공급하는 제2 성막 가스 공급계와, 상기 반응실의 외측에 설치되어 상기 피처리 기판을 수납하는 처리 공간과 출구 개구를 통해 연통하는 플라즈마 생성 공간을 형성하는 플라즈마 생성부와, 상기 제2 성막 가스는 상기 플라즈마 생성 공간을 통해 상기 처리 공간에 공급되는 것과, 상기 제1 및 제2 성막 가스의 반응에 의해 생성되고 또한 상기 반응실 내에 부착된 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와, 상기 반응실 내를 배기하는 배기계와, 상기 배기계는 상기 지지 부재를 사이에 두고 상기 플라즈마 생성부의 상기 출구 개구에 대향하는 위치에 배치된 배기구를 포함하는 것을 구비하고, 상기 클리닝 가스 공급계는 상기 반응실의 저부 근방에서 상향으로 지향된 가스 공급구를 상단부에 갖는 가스 노즐을 포함하고, 상기 가스 공급구는 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래이고 또한 상기 배기구의 하단부보다도 아래에 위치한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for semiconductor processing, comprising: a reaction chamber configured to accommodate a plurality of substrates in a stacked state at intervals above and below; and a plurality of substrates set to support the substrates in the reaction chamber A first film forming gas supply for supplying a support member having a support level of?, A heater for heating the target substrate disposed around the reaction chamber, and a first film forming gas containing a silane-based gas to the reaction chamber; A system, a second film forming gas supply system for supplying a second film forming gas containing nitriding gas to the reaction chamber, a processing space provided outside the reaction chamber and accommodating the substrate to be processed, and an outlet opening. A plasma generation unit for forming a plasma generation space, and the second film forming gas is supplied to the processing space through the plasma generation space, A cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas for etching the byproduct film formed by the reaction of two deposition gases and attached to the reaction chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the reaction chamber, and the exhaust system between the support member; And an exhaust port disposed at a position opposed to the outlet opening of the plasma generation unit, wherein the cleaning gas supply system includes a gas nozzle having an upper end of the gas supply port directed upward near the bottom of the reaction chamber. Wherein the gas supply port is located below the lowest level of the support level of the support member and below the lower end of the exhaust port.

본 발명의 추가 목적 및 이점들은 다음의 상세한 설명에 개시될 것이며, 일부는 상세한 설명으로부터 명백할 것이고 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 목적 및 이점들은 특별히 이후에 개시되는 수단들 및 조합들에 의해 인식되고 얻어질 수도 있다.Additional objects and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention. The objects and advantages of the invention may be particularly appreciated and attained by means and combinations of those disclosed hereinafter.

본 명세서에 합체되고 일부로 구성되는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 나타내고 있고, 상기한 일반적인 설명과 함께 하기되는 실시예들의 상세한 설명은 본 발명의 원리들을 설명하는 것으로 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention, and together with the foregoing general description the description of the embodiments is provided to explain the principles of the invention.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 도면에서 설명된 바와 같이 본 발명의 양호한 실시예들의 후술하는 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention as set forth in the accompanying drawings.

본 발명에 따르면, 반응관 내의 클리닝 처리를 전체적으로 균일하고 또한 효과적으로 행하는 것이 가능한 반도체 처리용 성막 장치를 제공할 수 있다. 또한, 클리닝 가스의 가스 노즐이 열화를 방지하는 것이 가능한 반도체 처리용 성막 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus for semiconductor processing which can perform the cleaning process in the reaction tube as a whole uniformly and effectively. Furthermore, the film processing apparatus for semiconductor processing which can prevent deterioration of the gas nozzle of a cleaning gas can be provided.

본 발명자들은 본 발명의 개발의 과정에서 반도체 처리용 성막 장치에 있어서, 반응관 내의 클리닝 처리를 포함하는 종래의 장치의 사용 방법이 갖고 있는 문제에 대해 연구하였다. 그 결과, 본 발명자들은 이하에 서술하는 지견을 얻었다.The present inventors have studied the problem of the conventional method of using the apparatus including the cleaning process in the reaction tube in the film forming apparatus for semiconductor processing in the course of the development of the present invention. As a result, the present inventors obtained the knowledge described below.

즉, 이러한 종류의 성막 장치에는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 노즐이 반응관의 하부에 설치되고, 반응관 내의 가스를 배기하는 배기구가 반응관의 하부에 설치되어 있는 형식의 것이 있다. 이와 같은 성막 장치에서는 클리닝 가스 노즐로부터 공급된 클리닝 가스가 반응관의 상부까지 충분히 도달할 수 없을 우려 가 있다. 클리닝 가스가 반응관의 상부까지 충분히 공급되지 않으면, 반응관의 상부에 부생성물막이 남아, 성막 장치의 효과적인 클리닝 처리를 행할 수 없게 되어 버린다.That is, this type of film forming apparatus has a type in which a cleaning gas nozzle for supplying a cleaning gas is provided under the reaction tube, and an exhaust port for exhausting the gas in the reaction tube is provided under the reaction tube. In such a film forming apparatus, there is a concern that the cleaning gas supplied from the cleaning gas nozzle cannot sufficiently reach the upper portion of the reaction tube. If the cleaning gas is not sufficiently supplied to the upper part of the reaction tube, a by-product film remains on the upper part of the reaction tube, so that an effective cleaning process of the film forming apparatus cannot be performed.

이에 대해, 클리닝 가스 노즐을, 그 선단부가 반응관의 상부까지 연장된, 소위 롱 인젝터로 함으로써, 반응관의 상부에 부착된 부생성물막을 확실하게 제거할 수 있다. 그러나, 클리닝 가스 노즐에 롱 인젝터를 사용하면, 롱 인젝터가 클리닝 가스에 의해 열화되어 접혀버릴 우려가 있다.On the other hand, by using the cleaning gas nozzle as a so-called long injector whose tip portion extends to the upper portion of the reaction tube, the by-product film attached to the upper portion of the reaction tube can be reliably removed. However, when the long injector is used for the cleaning gas nozzle, the long injector may be deteriorated by the cleaning gas and be folded.

이하에, 이와 같은 지견을 기초로 하여 구성된 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 거의 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 필요한 경우에만 행한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of this invention comprised based on such knowledge is demonstrated with reference to drawings. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the component which has nearly the same function and structure, and duplication description is performed only when necessary.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)를 도시하는 단면도이다. 도2는 도1에 도시한 장치의 일부를 도시하는 횡단 평면도이다. 이 성막 장치는 MLD(Molecular Layer Deposition)법을 사용하여 복수의 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성하는 배치식 종형 처리 장치로서 구성된다.1 is a cross-sectional view showing a film forming apparatus (vertical CVD apparatus) according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional plan view showing a part of the apparatus shown in FIG. This film forming apparatus is configured as a batch type vertical processing apparatus which forms a silicon nitride film on a plurality of wafers W using a MLD (Molecular Layer Deposition) method.

도1에 도시한 바와 같이, 성막 장치(1)는 길이 방향이 수직 방향을 향하게 된 천장이 있는 거의 원통 형상의 반응관(반응실)(2)을 갖는다. 반응관(2) 내에 복수매의 반도체 웨이퍼를 수납하여 처리하는 처리 공간(S)이 형성된다. 반응관(2)은 내열 및 내부식성이 우수한 재료, 예를 들어 석영에 의해 형성된다.As shown in Fig. 1, the film forming apparatus 1 has a substantially cylindrical reaction tube (reaction chamber) 2 having a ceiling whose longitudinal direction is oriented in the vertical direction. In the reaction tube 2, a processing space S for storing and processing a plurality of semiconductor wafers is formed. The reaction tube 2 is formed of a material excellent in heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz.

반응관(2)의 일측방에는 반응관(2) 내의 가스를 배기하기 위한 배기 공 간(21)이, 반응관(2)을 따라서 수직 방향으로 연장되도록 형성된다. 처리 공간(S)과 배기 공간(21) 사이에는 격벽(22)이 배치되고, 격벽(21)에 처리 공간(S)에 대응하여 수직 방향을 따라서 소정의 간격을 두고 복수의 배기 구멍(3h)이 형성된다. 이들 배기 구멍(3h)에 의해 처리 공간(S)과 배기 공간(21)을 연통시키는 배기구가 구성된다. 또한, 최하의 배기 구멍(3h)의 하단부는 후술하는 웨이퍼 보트(6)의 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 레벨의 최하 레벨보다도 위에 위치하고, 최상의 배기 구멍(3h)의 상단부는 지지 레벨의 최상 레벨보다도 아래에 위치한다.In one side of the reaction tube 2, an exhaust space 21 for exhausting the gas in the reaction tube 2 is formed to extend in the vertical direction along the reaction tube 2. A partition wall 22 is disposed between the processing space S and the exhaust space 21, and the plurality of exhaust holes 3h are spaced apart from the partition 21 at a predetermined interval along the vertical direction corresponding to the processing space S. Is formed. These exhaust holes 3h constitute an exhaust port for communicating the processing space S with the exhaust space 21. Further, the lower end of the lowest exhaust hole 3h is located above the lowest level of the support level for supporting the wafer W of the wafer boat 6 described later, and the upper end of the best exhaust hole 3h is the highest level of the support level. It is located below.

배기 공간(21)의 하단부는 반응관(2)의 하부에 배치된 기밀한 배기관(4)을 통해 배기부(GE)가 접속된다. 배기부(GE)에는 밸브, 진공 배기 펌프(도1에 도시하지 않음, 도3에 부호 127로 지시) 등의 압력 조정 기구가 배치된다. 배기부(GE)에 의해, 반응관(2) 내의 분위기가 배출되는 동시에, 소정의 압력(진공도)으로 설정 가능해진다.The lower end part of the exhaust space 21 is connected to the exhaust part GE through an airtight exhaust pipe 4 disposed under the reaction tube 2. In the exhaust section GE, pressure adjusting mechanisms such as a valve and a vacuum exhaust pump (not shown in FIG. 1, indicated by reference numeral 127 in FIG. 3) are disposed. By the exhaust part GE, the atmosphere in the reaction tube 2 is discharged and can be set to a predetermined pressure (vacuum degree).

반응관(2)의 하방에는 덮개(5)가 배치된다. 덮개(5)는 내열 및 내부식성이 우수한 재료, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 덮개(5)는 후술하는 보트 엘리베이터(도1에 도시하지 않음, 도3에 부호 128로 지시)에 의해 상하 이동 가능하게 구성된다. 보트 엘리베이터에 의해 덮개(5)가 상승하면, 반응관(2)의 하방측[노구(爐口) 부분]이 폐쇄된다. 보트 엘리베이터에 의해 덮개(5)가 하강하면, 반응관(2)의 하방측(노구 부분)이 개방된다.The lid 5 is disposed below the reaction tube 2. The lid 5 is formed of a material excellent in heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz. The lid 5 is configured to be movable up and down by a boat elevator (not shown in FIG. 1, indicated by reference numeral 128 in FIG. 3) described later. When the cover 5 is raised by the boat elevator, the lower side (furnace part) of the reaction tube 2 is closed. When the cover 5 is lowered by the boat elevator, the lower side (furnace part) of the reaction tube 2 is opened.

덮개(5) 상에는, 예를 들어 석영에 의해 형성되는 웨이퍼 보트(6)가 적재된다. 웨이퍼 보트(6)는 반도체 웨이퍼(W)가 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 복 수매 수용할 수 있도록 복수의 지지 레벨을 갖는다. 또한, 덮개(5)의 상부에 반응관(2)의 노구 부분으로부터 반응관(2) 내의 온도가 저하되는 것을 방지하는 보온통을 배치할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 웨이퍼 보트(6)를 회전 가능하게 적재하는 회전 테이블을 설치하여, 이 위에 웨이퍼 보트(6)를 적재해도 좋다. 이 경우, 웨이퍼 보트(6)에 수용된 반도체 웨이퍼(W)를 균일한 온도로 제어하기 쉬워진다.On the lid 5, a wafer boat 6 formed of, for example, quartz is mounted. The wafer boat 6 has a plurality of support levels so that the semiconductor wafer W can receive a plurality of sheets at predetermined intervals in the vertical direction. Moreover, the thermos can be arrange | positioned in the upper part of the cover 5 which prevents the temperature in the reaction tube 2 from falling from the furnace port part of the reaction tube 2. Moreover, you may install the rotary table which rotatably loads the wafer boat 6 which accommodates the semiconductor wafer W, and may load the wafer boat 6 on this. In this case, it becomes easy to control the semiconductor wafer W accommodated in the wafer boat 6 to uniform temperature.

반응관(2)의 주위에는 반응관(2)을 둘러싸도록, 예를 들어 저항 발열체로 이루어지는 히터(7)가 내면에 설치된 단열 커버(71)가 배치된다. 이 히터(7)에 의해 반응관(2)의 내부가 소정의 온도로 승온(가열)되고, 이 결과, 반도체 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 가열된다.The heat insulation cover 71 in which the heater 7 which consists of resistance heating elements, for example is provided in the inner surface is arrange | positioned so that the reaction tube 2 may be enclosed around the reaction tube 2. The inside of the reaction tube 2 is heated (heated) to predetermined temperature by this heater 7, As a result, the semiconductor wafer W is heated to predetermined temperature.

반응관(2)의 하단부 근방의 측면에는 반응관(2) 내에 처리 가스[예를 들어, 성막 가스, 클리닝 가스, 불활성 가스(희석용, 퍼지용, 혹은 압력 제어용)]를 도입하는 가스 분산 노즐(8, 9) 및 가스 노즐(10)이 삽입 관통된다. 가스 분산 노즐(8, 9) 및 가스 노즐(10)은 매스플로우 컨트롤(MFC) 등(도시하지 않음)을 개재하여 처리 가스 공급부(GS)에 접속된다. 처리 가스 공급부(GS)는 이하와 같은 성막 가스, 클리닝 가스를 조제하기 위한 반응성 가스 각각의 가스원과, 불활성 가스로서 사용되는 질소(N2) 가스의 가스원을 포함한다.A gas dispersion nozzle for introducing a processing gas (for example, a deposition gas, a cleaning gas, an inert gas (for dilution, purge, or pressure control)) into the reaction tube 2 on the side near the lower end of the reaction tube 2. 8 and 9 and the gas nozzle 10 are inserted through. The gas dispersion nozzles 8 and 9 and the gas nozzle 10 are connected to the process gas supply part GS via the mass flow control MFC etc. (not shown). The processing gas supply unit GS includes a gas source of each of the reactive gases for preparing the deposition gas and the cleaning gas as described below, and a gas source of nitrogen (N 2 ) gas used as an inert gas.

즉, 본 실시 형태에 있어서, 반도체 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막(프로덕트막)을 CVD에 의해 형성하기 위해, 예를 들어 실란계 가스를 포함하는 제1 성막 가 스와 질화 가스를 포함하는 제2 성막 가스가 사용된다. 여기서는 실란계 가스로서, 디클로로실란(DCS : SiH2Cl2) 가스가 사용되고, 질화 가스로서 암모니아(NH3) 가스가 사용된다. 제1 및 제2 성막 가스에는 필요에 따라서 적당한 양의 캐리어 가스(N2 가스 등의 희석 가스)가 혼합되지만, 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위해, 캐리어 가스에 대해서는 언급하지 않는다.That is, in the present embodiment, in order to form a silicon nitride film (product film) on the semiconductor wafer W by CVD, for example, a second film containing a first film forming gas containing a silane-based gas and a nitride gas Film deposition gas is used. As the silane-based gas, dichlorosilane (DCS: SiH 2 Cl 2 ) gas is used, and ammonia (NH 3 ) gas is used as the nitride gas. A suitable amount of carrier gas (diluent gas such as N 2 gas) is mixed with the first and second film forming gases as necessary, but for the sake of simplicity, no description is made of the carrier gas.

클리닝 가스로서, 실리콘 질화물을 주성분(50 % 이상을 의미함)으로 하는 부생성물막을 에칭하는, 할로겐 산성 가스나 할로겐 원소 가스와 수소 가스의 혼합 가스가 사용된다. 여기서는, 클리닝 가스로서, 불소(F2) 가스와 불화수소(HF) 가스와 희석 가스로서의 질소 가스와의 혼합 가스가 사용된다.As the cleaning gas, a halogen acid gas or a mixed gas of halogen element gas and hydrogen gas, which etches a by-product film containing silicon nitride as a main component (meaning 50% or more), is used. Here, a mixed gas of fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas and nitrogen gas as a dilution gas is used as the cleaning gas.

가스 분산 노즐(8)은 NH3 가스 및 N2 가스의 가스원에 접속되고, 가스 분산 노즐(9)은 DCS 가스 및 N2 가스의 가스원에 접속된다. 한편, 가스 노즐(10)은 2개의 가스 노즐(10a, 10b)로 이루어지고, 가스 노즐(10a)은 F2 가스, N2 가스의 가스원에 접속되고, 가스 노즐(10b)은 HF 가스, N2 가스의 가스원에 접속된다. 또한, 별도, 퍼지 가스(예를 들어, N2 가스) 전용의 가스 노즐을 설치할 수도 있다.The gas dispersion nozzle 8 is connected to a gas source of NH 3 gas and N 2 gas, and the gas dispersion nozzle 9 is connected to a gas source of DCS gas and N 2 gas. On the other hand, the gas nozzle 10 is composed of two gas nozzles 10a and 10b, the gas nozzle 10a is connected to a gas source of F 2 gas and N 2 gas, and the gas nozzle 10b is HF gas, It is connected to a gas source of N 2 gas. In addition, a gas nozzle for a purge gas (for example, N 2 gas) may be separately provided.

각 가스 분산 노즐(8, 9)은 반응관(2)의 측벽을 내측으로 관통하여 상방으로 굴곡되어 연장되는 석영관으로 이루어진다(도1 참조). 각 가스 분산 노즐(8, 9)에는 그 길이 방향(상하 방향)을 따라서, 또한 웨이퍼 보트(6) 상의 웨이퍼(W)의 전체에 걸치도록 복수의 가스 분사 구멍이 소정의 간격을 두고 형성된다. 가스 분사 구멍은 웨이퍼 보트(6) 상의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 평행한 가스 흐름을 형성하도록 수평 방향으로 대략 균일하게 대응하는 처리 가스를 각각 공급한다. 한편, 각 가스 노즐(10)(10a, 10b)은 반응관(2)의 측벽을 내측으로 관통하여 상방향으로 굴곡된 짧은 석영관으로 이루어진다(도1 참조). 이로 인해, 클리닝 가스는 가스 노즐(10)에 의해 반응관(2)의 저부로부터 반응관(2)의 상부를 향해 반응관(2) 내에 공급된다.Each gas dispersion nozzle 8, 9 is made of a quartz tube which penetrates inwardly through the side wall of the reaction tube 2 and extends upwardly (see FIG. 1). In each gas dispersion nozzle 8, 9, a plurality of gas injection holes are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction (up and down direction) and so as to cover the entire wafer W on the wafer boat 6. The gas injection holes respectively supply corresponding processing gases approximately uniformly in the horizontal direction to form a parallel gas flow for the plurality of wafers W on the wafer boat 6. On the other hand, each gas nozzle 10 (10a, 10b) consists of a short quartz tube bent upwards through the side wall of the reaction tube (2) (see Fig. 1). For this reason, the cleaning gas is supplied into the reaction tube 2 from the bottom of the reaction tube 2 toward the top of the reaction tube 2 by the gas nozzle 10.

반응관(2)의 측벽의 일부에는 그 높이 방향을 따라서 플라즈마 생성부(11)가 배치된다. 플라즈마 생성부(11)는 반응관(2)의 측벽을 상하 방향을 따라서 소정의 폭으로 깎아 취함으로써 형성한 상하로 가늘고 긴 개구(11b)를 갖는다. 개구(11b)는 반응관(2)의 외벽에 기밀하게 용접 접합된 석영제의 커버(11a)에 의해 덮인다. 커버(11a)는 반응관(2)의 외측으로 돌출되도록 단면 오목부 형상을 이루고, 또한 상하로 가늘고 긴 형상을 갖는다.The plasma generating part 11 is arrange | positioned along the height direction in part of the side wall of the reaction tube 2. The plasma generating unit 11 has an opening 11b vertically long and thin formed by cutting the side wall of the reaction tube 2 in a predetermined width along the vertical direction. The opening 11b is covered by the cover 11a made of quartz hermetically welded to the outer wall of the reaction tube 2. The cover 11a has a cross-sectional recess shape so as to protrude outward of the reaction tube 2, and has a shape that is long and thin.

본 구성에 의해, 반응관(2)의 측벽으로부터 돌출되고 또한 일측이 반응관(2) 내로 개방되는 플라즈마 생성부(11)가 형성된다. 즉, 플라즈마 생성부(11)의 내부 공간은 반응관(2) 내의 처리 공간(S)에 연통한다. 개구(11b)는 웨이퍼 보트(6)에 유지되는 모든 웨이퍼(W)를 높이 방향에 있어서 커버할 수 있도록 상하 방향으로 충분히 길게 형성된다.By this structure, the plasma generation part 11 which protrudes from the side wall of the reaction tube 2 and one side is opened in the reaction tube 2 is formed. That is, the internal space of the plasma generating unit 11 communicates with the processing space S in the reaction tube 2. The opening 11b is formed long enough in the vertical direction so as to cover all the wafers W held in the wafer boat 6 in the height direction.

커버(11a)의 양 측벽의 외측면에는 그 길이 방향(상하 방향)을 따라서 서로 대향하도록 하여 가늘고 긴 한 쌍의 전극(12)이 배치된다. 전극(12)에는 플라즈마 발생용 고주파 전원(12a)이 급전 라인을 통해 접속된다. 전극(12)에, 예를 들어 13.56 ㎒의 고주파 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 전극(12) 사이에 플라즈마를 여기하기 위한 고주파 전원이 형성된다. 또한, 고주파 전압의 주파수는 13.56 ㎒로 한정되지 않고, 다른 주파수, 예를 들어 400 ㎑ 등을 사용해도 좋다.On the outer side surfaces of both side walls of the cover 11a, a pair of elongated electrodes 12 are disposed to face each other along the longitudinal direction (up and down direction). The high frequency power supply 12a for plasma generation is connected to the electrode 12 via a power supply line. By applying a high frequency voltage of 13.56 MHz, for example, to the electrode 12, a high frequency power source for exciting plasma is formed between the pair of electrodes 12. In addition, the frequency of the high frequency voltage is not limited to 13.56 MHz, and other frequencies such as 400 kHz may be used.

제2 성막 가스의 가스 분산 노즐(8)은 웨이퍼 보트(6) 상의 최하 레벨의 웨이퍼(W)보다도 아래의 위치에서 반응관(2)의 반경 방향 외측으로 굴곡된다. 그 후, 가스 분산 노즐(8)은 플라즈마 생성부(11) 내의 가장 안측[반응관(2)의 중심으로부터 가장 이격된 부분]의 위치에서 수직으로 기립한다. 가스 분산 노즐(8)은, 도2에도 도시한 바와 같이 한 쌍의 대향하는 전극(12)에 끼워진 영역(고주파 전계가 가장 강한 위치), 즉 주된 플라즈마가 실제로 발생하는 플라즈마 발생 영역보다도 외측으로 이격된 위치에 설치된다. 가스 분산 노즐(8)의 가스 분사 구멍으로부터 분사된 NH3 가스를 구비하는 제2 성막 가스는 플라즈마 발생 영역을 향해 분사되고, 여기서 여기(분해 혹은 활성화)되어 질소 원자를 포함하는 라디칼(N*, NH*, NH2 *, NH3 *)을 포함하는 상태로 웨이퍼 보트(6) 상의 웨이퍼(W)에 공급된다(기호 「*」는 라디칼인 것을 나타냄).The gas dispersion nozzle 8 of the second film forming gas is bent radially outward of the reaction tube 2 at a position lower than the lowest level wafer W on the wafer boat 6. Thereafter, the gas dispersion nozzle 8 stands vertically at the position of the innermost side (the part spaced most from the center of the reaction tube 2) in the plasma generating unit 11. As shown in Fig. 2, the gas dispersion nozzle 8 is spaced outward from the region sandwiched by the pair of opposing electrodes 12 (the position where the high frequency electric field is strongest), that is, the plasma generating region where the main plasma is actually generated. Is installed at the location. The second deposition gas having NH 3 gas injected from the gas injection hole of the gas dispersion nozzle 8 is injected toward the plasma generating region, where it is excited (decomposed or activated) and contains radicals N * , which contain nitrogen atoms. - NH, NH 2 *, is supplied to the wafer (W) on the wafer boat (6) in a state containing the NH 3 *) (symbol "*" denotes that the radical).

플라즈마 생성부(11)의 개구(11b)의 외측 근방, 즉 개구(11b)의 외측[반응관(2) 내]의 일방측에 제1 성막 가스의 가스 분산 노즐(9)이 수직으로 기립되어 배치된다. 가스 분산 노즐(9)에 형성된 가스 분사 구멍으로부터 반응관(2)의 중심 방향을 향해 DCS 가스를 구비하는 제1 성막 가스가 분사된다.The gas dispersion nozzle 9 of the first film-forming gas stands up vertically near the outer side of the opening 11b of the plasma generating unit 11, that is, on one side of the outer side (in the reaction tube 2) of the opening 11b. Is placed. The 1st film-forming gas provided with DCS gas is injected from the gas injection hole formed in the gas dispersion nozzle 9 toward the center direction of the reaction tube 2.

또한, 플라즈마 생성부(11)의 개구(11b)의 외측 근방의 양측에 클리닝 가스용의 2개의 가스 노즐(10a, 10b)이 각각 배치된다. 여기서, 불소(F2) 가스는 가스 노즐(10a)로부터 공급되고, 불화수소(HF) 가스는 가스 노즐(10b)로부터 공급된다. 각 가스 노즐(10)은 L형으로 형성되고, 그 상단부에 상향으로 지향된 가스 공급구(10t)를 갖는다. 가스 공급구(10t)는 웨이퍼 보트(6)의 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래이고 또한 최하의 배기 구멍(3h)의 하단부의 위치(P)보다도 아래에 위치한다. 바람직하게는, 가스 공급구(10t)는 웨이퍼 보트(6)의 바닥판(6a)보다도 아래에 위치한다. 또한, 상술한 바와 같이 최하의 배기 구멍(3h)의 하단부는 웨이퍼 보트(6)의 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 레벨의 최하 레벨보다도 위에 위치한다.In addition, two gas nozzles 10a and 10b for cleaning gas are disposed on both sides of the outer vicinity of the opening 11b of the plasma generating unit 11, respectively. Here, the fluorine (F 2 ) gas is supplied from the gas nozzle 10a, and the hydrogen fluoride (HF) gas is supplied from the gas nozzle 10b. Each gas nozzle 10 is formed in an L shape, and has a gas supply port 10t directed upward at its upper end. The gas supply port 10t is located below the lowest level of the support level for supporting the wafer W of the wafer boat 6 and below the position P of the lower end of the lowest exhaust hole 3h. Preferably, the gas supply port 10t is located below the bottom plate 6a of the wafer boat 6. In addition, as mentioned above, the lower end part of the lowest exhaust hole 3h is located above the lowest level of the support level which supports the wafer W of the wafer boat 6.

이와 같이, 가스 노즐(10)의 가스 공급구(10t)가 상향으로 지향되므로, 클리닝 가스를 반응관(2)의 상부까지 충분히 공급할 수 있고, 따라서 반응관(2) 내의 클리닝 처리를 전체적으로 균일하고 또한 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)은 짧고 또한 반응관(2)의 저부에 배치되므로, 클리닝 가스 및 열의 조합의 영향에 의한 가스 노즐(10)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)이 웨이퍼 보트(6)를 사이에 두고 배기 구멍(3h)과 대향하고 또한 배기 구멍(3h)보다도 낮은 위치에 배치되므로, 가스 노즐(10)로부터 공급된 클리닝 가스가 가스 노즐(10)과 접하기 어려워져, 가스 노즐(10)의 열화를 더욱 억제할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)의 가스 공급구(10t)가 웨이퍼 보트(6)의 지지 레벨의 최하 레벨[최 하의 웨이퍼(W)의 레벨]보다도 아래에 위치하므로, 웨이퍼 보트(6)의 부생성물막이 부착된 부분의 클리닝 처리를 효과적 행할 수 있다.In this way, since the gas supply port 10t of the gas nozzle 10 is directed upward, the cleaning gas can be sufficiently supplied to the upper portion of the reaction tube 2, so that the cleaning process in the reaction tube 2 is uniform throughout. It can also be performed effectively. In addition, since the gas nozzle 10 is short and disposed at the bottom of the reaction tube 2, the deterioration of the gas nozzle 10 due to the combination of the cleaning gas and heat can be suppressed. In addition, since the gas nozzle 10 is disposed at a position facing the exhaust hole 3h with the wafer boat 6 interposed therebetween and lower than the exhaust hole 3h, the cleaning gas supplied from the gas nozzle 10 is a gas. It becomes difficult to contact the nozzle 10, and the deterioration of the gas nozzle 10 can be further suppressed. In addition, since the gas supply port 10t of the gas nozzle 10 is located below the lowest level (level of the lower wafer W) of the support level of the wafer boat 6, the by-product generation of the wafer boat 6 is performed. The cleaning process of the part to which a water film adhered can be performed effectively.

또한, 반응관(2) 내에는 반응관(2) 내의 온도를 측정하는, 예를 들어 열전대로 이루어지는 온도 센서(122) 및 반응관(2) 내의 압력을 측정하는 압력계(도1에 도시하지 않음, 도3에 부호 123으로 지시)가 복수개 배치된다.In addition, in the reaction tube 2, the pressure sensor which measures the temperature in the reaction tube 2, for example, the temperature sensor 122 which consists of a thermocouple, and the pressure in the reaction tube 2 (not shown in FIG. 1). , Indicated by numeral 123 in FIG. 3).

또한, 성막 장치(1)는 장치 각 부의 제어를 행하는 제어부(100)를 갖는다. 도3은 제어부(100)의 구성을 도시하는 도면이다. 도3에 도시한 바와 같이, 제어부(100)에는 조작 패널(121), 온도 센서(군)(122), 압력계(군)(123), 히터 컨트롤러(124), MFC 제어부(125), 밸브 제어부(126), 진공 펌프(127), 보트 엘리베이터(128), 플라즈마 제어부(129) 등이 접속된다.In addition, the film forming apparatus 1 has a control part 100 which controls each part of the apparatus. 3 is a diagram illustrating a configuration of the controller 100. As shown in FIG. 3, the control unit 100 includes an operation panel 121, a temperature sensor (group) 122, a pressure gauge (group) 123, a heater controller 124, an MFC control unit 125, and a valve control unit. 126, the vacuum pump 127, the boat elevator 128, the plasma control unit 129, and the like are connected.

조작 패널(121)은 표시 화면과 조작 버튼을 구비하고, 오퍼레이터의 조작 지시를 제어부(100)로 전달하고, 또한 제어부(100)로부터의 다양한 정보를 표시 화면에 표시한다. 온도 센서(군)(122)는 반응관(2), 배기관(4) 내 등의 각 부의 온도를 측정하여 그 측정값을 제어부(100)에 통지한다. 압력계(군)(123)는 반응관(2), 배기관(4) 내 등의 각 부의 압력을 측정하여 측정값을 제어부(100)에 통지한다.The operation panel 121 includes a display screen and operation buttons, transmits an operation instruction of an operator to the control unit 100, and also displays various information from the control unit 100 on the display screen. The temperature sensor (group) 122 measures the temperature of each part of the reaction tube 2, the exhaust pipe 4, etc., and notifies the control part 100 of the measured value. The pressure gauge (group) 123 measures the pressure of each part of the reaction tube 2, the exhaust pipe 4, etc., and notifies the control part 100 of the measured value.

히터 컨트롤러(124)는 히터(7)를 개별적으로 제어하기 위한 것이다. 히터 컨트롤러(124)는 제어부(100)로부터의 지시에 응답하고, 이들 히터에 통전하여 이들을 가열한다. 히터 컨트롤러(124)는 또한 이들 히터의 소비 전력을 개별적으로 측정하여 제어부(100)에 통지한다.The heater controller 124 is for controlling the heater 7 individually. The heater controller 124 responds to the instructions from the control unit 100, energizes these heaters, and heats them. The heater controller 124 also measures the power consumption of these heaters individually and notifies the control unit 100.

MFC 제어부(125)는 가스 분산 노즐(8, 9), 가스 노즐(10) 등의 각 배관에 배 치된 MFC(도시하지 않음)를 제어한다. MFC 제어부(125)는 각 MFC를 흐르는 가스의 유량을 제어부(100)로부터 지시된 양으로 제어한다. MFC 제어부(125)는 또한 MFC에 실제로 흐른 가스의 유량을 측정하여 제어부(100)에 통지한다.The MFC control unit 125 controls an MFC (not shown) disposed in each pipe such as the gas dispersion nozzles 8 and 9 and the gas nozzle 10. The MFC controller 125 controls the flow rate of the gas flowing through each MFC by the amount indicated by the controller 100. The MFC control unit 125 also measures and notifies the control unit 100 of the flow rate of the gas actually flowing to the MFC.

밸브 제어부(126)는 각 배관에 배치되어, 각 배관에 배치된 밸브의 개방도를 제어부(100)로부터 지시된 값으로 제어한다. 진공 펌프(127)는 배기관(4)에 접속되어 반응관(2) 내의 가스를 배기한다.The valve control part 126 is arrange | positioned in each piping, and controls the opening degree of the valve arrange | positioned in each piping to the value indicated from the control part 100. FIG. The vacuum pump 127 is connected to the exhaust pipe 4 to exhaust the gas in the reaction tube 2.

보트 엘리베이터(128)는 덮개(5)를 상승시킴으로써, 웨이퍼 보트(6)[반도체 웨이퍼(W)]를 반응관(2) 내에 로드한다. 보트 엘리베이터(128)는 또한 덮개(5)를 하강시킴으로써, 웨이퍼 보트(6)[반도체 웨이퍼(W)]를 반응관(2) 내로부터 언로드한다.The boat elevator 128 loads the wafer boat 6 (semiconductor wafer W) into the reaction tube 2 by raising the lid 5. The boat elevator 128 also unloads the wafer boat 6 (semiconductor wafer W) from the reaction tube 2 by lowering the lid 5.

플라즈마 제어부(129)는 제어부(100)로부터의 지시에 응답하여 플라즈마 생성부(11)를 제어하고, 플라즈마 생성부(11) 내에 공급된 암모니아를 활성화하여 암모니아 라디칼을 생성시킨다.The plasma controller 129 controls the plasma generator 11 in response to an instruction from the controller 100, and activates ammonia supplied into the plasma generator 11 to generate ammonia radicals.

제어부(100)는 레시피 기억부(111)와, ROM(112)과, RAM(113)과, I/O 포트(114)와, CPU(115)를 포함한다. 이들은 버스(116)에 의해 서로 접속되어, 버스(116)를 통해 각 부의 사이에서 정보가 전달된다.The control unit 100 includes a recipe storage unit 111, a ROM 112, a RAM 113, an I / O port 114, and a CPU 115. These are connected to each other by the bus 116, and information is transferred between the parts via the bus 116.

레시피 기억부(111)에는 셋업용 레시피와 복수의 프로세스용 레시피가 기억된다. 성막 장치(1)의 제조 당초에는 셋업용 레시피만이 저장된다. 셋업용 레시피는 각 성막 장치에 따른 열 모델 등을 생성할 때에 실행되는 것이다. 프로세스용 레시피는 사용자가 실제로 행하는 열처리(프로세스)마다 준비되는 레시피이다. 프로세스용 레시피는 반응관(2)으로의 반도체 웨이퍼(W)의 로드로부터 처리 완료의 웨이퍼(W)를 언로드할 때까지의, 각 부의 온도의 변화, 반응관(2) 내의 압력 변화, 성막 가스의 공급의 개시 및 정지의 타이밍과 공급량 등을 규정한다.The recipe storage unit 111 stores a setup recipe and a plurality of process recipes. In the beginning of manufacture of the film-forming apparatus 1, only a setup recipe is stored. The setup recipe is executed when generating a thermal model or the like corresponding to each film forming apparatus. The process recipe is a recipe prepared for each heat treatment (process) actually performed by a user. The process recipe includes a change in the temperature of each part, a pressure change in the reaction tube 2, and a film forming gas from the loading of the semiconductor wafer W to the reaction tube 2 until the unloaded wafer W is unloaded. The timing and the supply amount of the start and stop of the supply are specified.

ROM(112)은 EEPROM, 플래시 메모리, 하드 디스크 등으로 구성되어, CPU(115)의 동작 프로그램 등을 기억하는 기록 매체이다. RAM(113)은 CPU(115)의 작업 영역 등으로서 기능한다.The ROM 112 is composed of an EEPROM, a flash memory, a hard disk, and the like, and is a recording medium that stores an operating program of the CPU 115 and the like. The RAM 113 functions as a work area or the like of the CPU 115.

I/O 포트(114)는 조작 패널(121), 온도 센서(122), 압력계(123), 히터 컨트롤러(124), MFC 제어부(125), 밸브 제어부(126), 진공 펌프(127), 보트 엘리베이터(128), 플라즈마 제어부(129) 등에 접속되어 데이터나 신호의 입출력을 제어한다.The I / O port 114 includes an operation panel 121, a temperature sensor 122, a pressure gauge 123, a heater controller 124, an MFC control unit 125, a valve control unit 126, a vacuum pump 127, a boat It is connected to the elevator 128, the plasma control unit 129 and the like to control the input and output of data or signals.

CPU(Central Processing Unit)(115)는 제어부(100)의 중추를 구성한다. CPU(115)는 ROM(112)에 기억된 제어 프로그램을 실행하고, 조작 패널(121)로부터의 지시에 따라서, 레시피 기억부(111)에 기억되는 레시피(프로세스용 레시피)를 따라서 성막 장치(1)의 동작을 제어한다. 즉, CPU(115)는 온도 센서(군)(122), 압력계(군)(123), MFC 제어부(125) 등에 반응관(2), 배기관(4) 내의 각 부의 온도, 압력, 유량 등을 측정시킨다. 또한, CPU(115)는 이 측정 데이터를 기초로 하여 히터 컨트롤러(124), MFC 제어부(125), 밸브 제어부(126), 진공 펌프(127) 등에 제어 신호 등을 출력하여, 상기 각 부가 프로세스용 레시피를 따르도록 제어한다.The central processing unit (CPU) 115 constitutes the backbone of the control unit 100. The CPU 115 executes the control program stored in the ROM 112, and according to the instruction from the operation panel 121, the film forming apparatus 1 follows the recipe (recipe for process) stored in the recipe storage section 111. Control the operation of That is, the CPU 115 controls the temperature, pressure, flow rate, and the like of each part in the reaction tube 2 and the exhaust pipe 4 to the temperature sensor (group) 122, the pressure gauge (group) 123, and the MFC control unit 125. Measure it. The CPU 115 outputs a control signal and the like to the heater controller 124, the MFC controller 125, the valve controller 126, the vacuum pump 127, and the like for each of the additional processes based on the measurement data. Control to follow recipe.

다음에, 이상과 같이 구성된 성막 장치(1)의 사용 방법에 대해, 도4를 참조하여 설명한다. 여기서는, 우선 반응관(2) 내에서 반도체 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성하는 성막 처리를 행한다. 다음에, 반응관(2) 내에 부착된, 실리콘 질화물을 주성분(50 % 이상을 의미함)으로 하는 부생성물막을 제거하는 클리닝 처리를 행한다. 도4는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 처리 및 클리닝 처리의 레시피를 도시하는 타이밍 차트이다.Next, the usage method of the film-forming apparatus 1 comprised as mentioned above is demonstrated with reference to FIG. Here, first, a film forming process of forming a silicon nitride film on the semiconductor wafer W in the reaction tube 2 is performed. Next, the cleaning process which removes the by-product film which has the silicon nitride which adheres in the reaction tube 2 as a main component (meaning 50% or more) is performed. 4 is a timing chart showing a recipe of the film forming process and the cleaning process according to the embodiment of the present invention.

또한, 이하의 설명에 있어서, 성막 장치(1)를 구성하는 각 부의 동작은 제어부(100)[CPU(115)]에 의해 제어된다. 각 처리에 있어서의 반응관(2) 내의 온도, 압력, 가스의 유량 등은, 전술한 바와 같이 제어부(100)[CPU(115)]가 히터 컨트롤러(124)[히터(7)], MFC 제어부(125)[가스 분산 노즐(8, 9), 가스 노즐(10)], 밸브 제어부(126), 진공 펌프(127) 등을 제어함으로써, 도4에 도시하는 레시피를 따른 조건이 된다.In addition, in the following description, the operation | movement of each part which comprises the film-forming apparatus 1 is controlled by the control part 100 (CPU 115). As described above, the temperature control unit 100 (CPU 115) controls the heater controller 124 (heater 7) and the MFC control unit in the reaction tube 2 in each process. (125) (gas dispersion nozzles 8 and 9, gas nozzles 10), valve control unit 126, vacuum pump 127, and the like are controlled to obtain the conditions according to the recipe shown in FIG.

<성막 처리><Film forming treatment>

우선, 다수매, 예를 들어 50 내지 100매의 300 ㎜ 사이즈의 웨이퍼(W)를 유지한 상온의 웨이퍼 보트(6)를, 소정의 온도로 설정된 반응관(2) 내에 로드하여 반응관(2)을 밀폐한다. 다음에, 반응관(2) 내를 진공화하여 소정의 처리 압력으로 유지하는 동시에, 웨이퍼 온도를 상승시켜 성막용 처리 온도로 안정될 때까지 대기한다. 다음에, 이하와 같이 웨이퍼(W)의 표면을 암모니아 활성종으로 처리하는 전처리 스테이지를 실행한다. 또한, 전처리 스테이지 및 이것에 계속해서 교대로 반복하여 행해지는 하기의 흡착 및 질화 스테이지를 포함하는 성막 처리 중, 바람직하게는 회전 테이블에 의해 웨이퍼 보트(6)를 계속적으로 회전시킨다.First, the wafer boat 6 at room temperature holding a plurality of sheets, for example, 50 to 100 wafers 300 mm in size, is loaded into the reaction tube 2 set at a predetermined temperature, thereby reacting the reaction tube 2. Seal) Next, the inside of the reaction tube 2 is evacuated and maintained at a predetermined processing pressure, and the wafer temperature is raised to stand by until the temperature is stabilized at the film forming processing temperature. Next, a pretreatment stage for treating the surface of the wafer W with an ammonia active species is performed as follows. Further, during the film forming process including the pretreatment stage and the following adsorption and nitriding stages which are repeatedly performed alternately, preferably, the wafer boat 6 is continuously rotated by the rotary table.

전처리 스테이지에 있어서, 우선, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급한다. 이것과 함께, 반응관(2) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 550 ℃로 설정한다. 또한, 반응관(2) 내를 배기하여 반응관(2)을 소정의 압력, 예를 들어 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 45 ㎩(0.34 Torr : 133 ㎩ = 1 Torr)로 설정한다. 그리고, 이 조작을 반응관(2)이 소정의 압력 및 온도로 안정될 때까지 행한다.In the pretreatment stage, first, as shown in FIG. 4C, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2. At the same time, the inside of the reaction tube 2 is set to a predetermined temperature, for example, 550 ° C as shown in Fig. 4A. In addition, the reaction tube 2 is evacuated to set the reaction tube 2 to a predetermined pressure, for example, 45 kPa (0.34 Torr: 133 Pa = 1 Torr) as shown in Fig. 4B. . This operation is performed until the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature.

반응관(2) 내가 소정의 압력 및 온도로 안정되면, 도4의 (h)에 도시한 바와 같이 전극(12) 사이에 고주파 전력을 인가(RF : ON)한다. 이것과 함께, 가스 분산 노즐(8)로부터 암모니아 가스를 소정량, 예를 들어 도4의 (e)에 도시한 바와 같이 5 slm(standard liter per minute)을 한 쌍의 전극(12) 사이[플라즈마 생성부(11) 내]에 공급한다. 한 쌍의 전극(12) 사이에 공급된 암모니아 가스는 플라즈마 여기(활성화)시켜 암모니아 라디칼을 생성한다. 이와 같이 생성된 라디칼이 플라즈마 생성부(11)로부터 반응관(2) 내로 공급된다. 또한, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급한다(플로우 공정).When the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature, high frequency power is applied (RF: ON) between the electrodes 12 as shown in Fig. 4H. Along with this, a predetermined amount of ammonia gas from the gas dispersion nozzle 8, for example, 5 slm (standard liter per minute) is shown between the pair of electrodes 12 (plasma). In the generating section 11). The ammonia gas supplied between the pair of electrodes 12 is plasma excited (activated) to produce ammonia radicals. The radicals thus generated are supplied from the plasma generation unit 11 into the reaction tube 2. As shown in Fig. 4C, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 (flow step).

전처리 스테이지에 있어서, 암모니아 라디칼에 의해 웨이퍼(W)의 표면을 전처리할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 ?OH기의 일부와 ?H기의 일부가 ?NH2기로 치환된다. 이로 인해, 이것 이후에 행해지는 흡착 스테이지를 개시할 때, 웨이퍼(W)의 표면에는 ?NH2기가 존재한다. 이 상태에서 DCS가 공급되면, 웨이퍼(W)의 표면의 ?NH2기와 열적으로 활성화된 DCS가 반응하여 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 Si의 흡착이 촉진된다.In the pretreatment stage, when pretreatment of the surface of the wafer W with ammonia radicals, a part of the? OH group and a part of the? H group present on the surface of the wafer W are replaced with? NH 2 groups. Thus, at the start of the adsorption stage is carried out after this, the surface of the wafer (W)? Exists group NH 2. When DCS is supplied in this state,? NH 2 groups on the surface of the wafer W and the thermally activated DCS react to promote the adsorption of Si on the surface of the wafer W.

암모니아 가스를 소정 시간 공급한 후, 암모니아 가스의 공급을 정지하는 동시에, 고주파 전력의 인가를 정지한다. 한편, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 소정량의 질소 가스는 반응관(2) 내에 계속해서 공급한다. 그리고, 반응관(2) 내를 배기하고, 이에 의해 반응관(2) 내의 가스를 반응관(2) 밖으로 배출한다(퍼지 공정).After supplying ammonia gas for predetermined time, supply of ammonia gas is stopped and application of high frequency electric power is stopped. On the other hand, as shown in Fig. 4C, a predetermined amount of nitrogen gas is continuously supplied into the reaction tube 2. And the inside of the reaction tube 2 is exhausted, and the gas in the reaction tube 2 is discharged | emitted out of the reaction tube 2 by this (purge process).

또한, 성막 시퀸스 상, 성막 처리 중, 반응관(2) 내의 온도를 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는 상기 전처리, 흡착 및 질화스테이지에 걸쳐서 반응관(2) 내의 온도를 550 ℃로 설정한다. 또한, 반응관(2) 내의 배기도 상기 전처리, 흡착 및 질화 스테이지에 걸쳐서 계속한다.Moreover, it is preferable not to change the temperature in the reaction tube 2 during the film-forming process on the film-forming sequence. For this reason, in this embodiment, the temperature in the reaction tube 2 is set to 550 degreeC over the said pretreatment, adsorption | suction, and nitriding stage. The exhaust in the reaction tube 2 also continues throughout the pretreatment, adsorption and nitriding stages.

다음에, 흡착 스테이지에 있어서, 우선 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급하면서 반응관(2) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 550 ℃로 설정한다. 또한, 반응관(2) 내를 배기하여 반응관(2)을 소정의 압력, 예를 들어 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 600 ㎩(4.6 Torr)로 설정한다. 그리고, 이 조작을 반응관(2)이 소정의 압력 및 온도로 안정될 때까지 행한다.Next, in the adsorption stage, first, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2 from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 as shown in Fig. 4C. The temperature is set to 550 ° C, for example, as shown in Fig. 4A. In addition, the inside of the reaction tube 2 is evacuated to set the reaction tube 2 to a predetermined pressure, for example, 600 Pa (4.6 Torr) as shown in Fig. 4B. This operation is performed until the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature.

반응관(2) 내가 소정의 압력 및 온도로 안정되면, 가스 분산 노즐(9)로부터 DCS 가스를 소정량, 예를 들어 도4의 (d)에 도시한 바와 같이 2 slm과, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 반응관(2) 내에 소정량의 질소 가스를 공급한다(플로우 공정). 반응관(2) 내에 공급된 DCS는 반응관(2) 내에서 가열되어 활성화되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 ?NH2기와 반응하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 Si를 포함하는 흡착층을 형성한다.When the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature, 2 slm of the DCS gas is discharged from the gas dispersion nozzle 9, for example, as shown in FIG. As shown in c), a predetermined amount of nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2 (flow process). The DCS supplied in the reaction tube 2 is heated and activated in the reaction tube 2 and reacts with? NH 2 groups on the surface of the semiconductor wafer W to contain Si on the surface of the semiconductor wafer W. To form.

DCS 가스를 소정 시간 공급한 후, DCS 가스의 공급을 정지한다. 한편, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 가스 분산 노즐(9)로부터 소정량의 질소 가스를 반응관(2) 내로 계속해서 공급한다. 그리고, 반응관(2) 내를 배기하고, 이에 의해 반응관(2) 내의 가스를 반응관(2) 밖으로 배출한다(퍼지 공정).After supplying DCS gas for predetermined time, supply of DCS gas is stopped. On the other hand, as shown in Fig. 4C, for example, a predetermined amount of nitrogen gas is continuously supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2. And the inside of the reaction tube 2 is exhausted, and the gas in the reaction tube 2 is discharged | emitted out of the reaction tube 2 by this (purge process).

다음에, 질화 스테이지에 있어서, 우선 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급하면서 반응관(2) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 550 ℃로 설정한다. 또한, 반응관(2) 내를 배기하여, 반응관(2)을 소정의 압력, 예를 들어 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 45 ㎩(0.34 Torr)로 설정한다. 그리고, 이 조작을 반응관(2)이 소정의 압력 및 온도로 안정될 때까지 행한다.Next, in the nitriding stage, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2 from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 as shown in FIG. The temperature is set to 550 ° C, for example, as shown in Fig. 4A. In addition, the inside of the reaction tube 2 is exhausted, and the reaction tube 2 is set to a predetermined pressure, for example, 45 kPa (0.34 Torr) as shown in Fig. 4B. This operation is performed until the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature.

반응관(2) 내가 소정의 압력 및 온도로 안정되면, 도4의 (h)에 도시한 바와 같이 전극(12) 사이에 고주파 전력을 인가(RF : ON)한다. 이것과 함께, 가스 분산 노즐(8)로부터 암모니아 가스를 소정량, 예를 들어 도4의 (e)에 도시한 바와 같이, 5 slm을 한 쌍의 전극(12) 사이[플라즈마 생성부(11) 내]에 공급한다. 한 쌍의 전극(12) 사이에 공급된 암모니아 가스는 플라즈마 여기(활성화)되어, 질소 원자를 포함하는 라디칼(N*, NH*, NH2 *, NH3 *)을 생성한다. 이와 같이 생성된 질소 원자를 포함하는 라디칼이 플라즈마 생성부(11)로부터 반응관(2) 내로 공급된다. 또한, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급한다(플로우 공정).When the reaction tube 2 is stabilized at a predetermined pressure and temperature, high frequency power is applied (RF: ON) between the electrodes 12 as shown in Fig. 4H. At the same time, as shown in Fig. 4E, a predetermined amount of ammonia gas from the gas dispersion nozzle 8 is 5 slm between the pair of electrodes 12 (plasma generating unit 11). To be supplied to. The ammonia gas is supplied between the pair of electrodes 12 is plasma-enhanced (activation) to generate a radical (N *, NH *, NH 2 *, NH 3 *) having a nitrogen atom. The radical containing the nitrogen atom thus generated is supplied from the plasma generation unit 11 into the reaction tube 2. In addition, as shown in Fig. 4C, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 (flow process).

이들 라디칼은 플라즈마 생성부(11)의 개구(11b)로부터 반응관(2)의 중심을 향해 유출되어 웨이퍼(W) 상호간에 층류 상태로 공급된다. 웨이퍼(W) 상에 질소 원자를 포함하는 라디칼이 공급되면, 웨이퍼(W) 상의 흡착층의 Si와 반응하고, 이에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화물의 박막이 형성된다.These radicals flow out from the opening 11b of the plasma generating unit 11 toward the center of the reaction tube 2 and are supplied in a laminar flow state between the wafers W. When a radical containing nitrogen atoms is supplied onto the wafer W, it reacts with Si in the adsorption layer on the wafer W, thereby forming a thin film of silicon nitride on the wafer W. As shown in FIG.

암모니아 가스를 소정 시간 공급한 후, 암모니아 가스의 공급을 정지하는 동시에, 고주파 전력의 인가를 정지한다. 한편, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 가스 분산 노즐(9)로부터 소정량의 질소 가스를 반응관(2) 내에 계속해서 공급한다. 그리고, 반응관(2) 내를 배기하고, 이에 의해 반응관(2) 내의 가스를 반응관(2) 밖으로 배출한다(퍼지 공정).After supplying ammonia gas for predetermined time, supply of ammonia gas is stopped and application of high frequency electric power is stopped. On the other hand, as shown in Fig. 4C, a predetermined amount of nitrogen gas is continuously supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2. And the inside of the reaction tube 2 is exhausted, and the gas in the reaction tube 2 is discharged | emitted out of the reaction tube 2 by this (purge process).

본 실시 형태에 관한 성막 방법에서는 흡착 및 질화 스테이지를 이 순서로 교대로 포함하는 사이클을 소정 횟수 반복한다. 각 사이클에 있어서, 웨이퍼(W)에 DCS를 공급하여 흡착층을 형성하고, 다음에 질소 원자를 포함하는 라디칼을 공급하여 흡착층을 질화함으로써 실리콘 질화막을 형성한다. 이에 의해, 효율적이고 또한 고품질의 상태로 실리콘 질화막을 형성할 수 있다.In the film forming method according to the present embodiment, the cycle of alternately including the adsorption and nitriding stages in this order is repeated a predetermined number of times. In each cycle, a silicon nitride film is formed by supplying DCS to the wafer W to form an adsorption layer, and then supplying radicals containing nitrogen atoms to nitride the adsorption layer. Thereby, the silicon nitride film can be formed in an efficient and high quality state.

웨이퍼(W) 상에 원하는 두께의 실리콘 질화막이 형성되면, 웨이퍼(W)를 언로드한다. 구체적으로는, 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급하여, 반응관(2) 내의 압력을 상압으로 복귀시키는 동시에, 반응관(2) 내를 소정 온도로 유지한다. 그리고, 보트 엘리베이터(25)에 의해 덮개(18)를 하 강시킴으로써, 웨이퍼(W)와 함께 웨이퍼 보트(6)가 반응관(2)으로부터 언로드된다.When a silicon nitride film having a desired thickness is formed on the wafer W, the wafer W is unloaded. Specifically, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 to return the pressure in the reaction tube 2 to normal pressure, and the inside of the reaction tube 2 is brought to a predetermined temperature. Keep it. Then, by lowering the lid 18 by the boat elevator 25, the wafer boat 6 together with the wafer W is unloaded from the reaction tube 2.

<클리닝 처리><Cleaning processing>

이상과 같은 성막 처리를 복수회 행하면, 성막 처리에 의해 생성되는 실리콘 질화물이 반도체 웨이퍼(W)의 표면뿐만 아니라, 반응관(2)의 내면 등에도 부생성물막으로서 퇴적(부착)된다. 이로 인해, 성막 처리를 소정 횟수 행한 후, 반응관(2)의 내면 등에 부착된 실리콘 질화물을 주성분으로 하는 부생성물막을 제거하기 위한 클리닝 처리를 행한다.When the above film formation process is performed a plurality of times, the silicon nitride produced by the film formation process is deposited (attached) not only on the surface of the semiconductor wafer W but also on the inner surface of the reaction tube 2 or the like. For this reason, after performing a film-forming process a predetermined number of times, the cleaning process for removing the by-product film which has the silicon nitride adhering to the inner surface of the reaction tube 2 etc. as a main component is performed.

우선, 히터(7)에 의해 반응관(2) 내를 소정의 로드 온도로 유지하여, 반응관(2) 내에 소정량의 질소 가스를 공급한다. 다음에, 이전의 처리에서 사용한 웨이퍼 보트(6)를, 웨이퍼(W)를 탑재하고 있지 않은 빈 상태로 덮개(5) 상에 적재하고, 보트 엘리베이터(128)에 의해 덮개(5)를 상승시켜, 웨이퍼 보트(6)를 반응관(2) 내에 로드하는 동시에, 반응관(2)을 밀폐한다.First, the heater 7 maintains the inside of the reaction tube 2 at a predetermined load temperature, and a predetermined amount of nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2. Next, the wafer boat 6 used in the previous process is loaded on the lid 5 in an empty state in which the wafer W is not mounted, and the lid 5 is lifted by the boat elevator 128. The wafer boat 6 is loaded into the reaction tube 2 and the reaction tube 2 is sealed.

다음에, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 가스 분산 노즐(8)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소를 공급하는 동시에, 히터(7)에 의해 반응관(2) 내를 소정의 온도, 예를 들어 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 300 ℃로 설정한다. 또한, 반응관(2) 내의 가스를 배출하여, 반응관(2)을 소정의 압력, 예를 들어 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 40000 ㎩(300 Torr)로 설정한다. 다음에, 불소 가스와 불화수소 가스와 질소 가스로 이루어지는 클리닝 가스를, 가스 노즐(10a, 10b) 및 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 공급한다(플로우 공정). 여기서, 불소 가스는 가스 노즐(10a)로부터 소정량, 예를 들어 도4의 (f)에 도시한 바와 같이 2 slm 공급한 다. 불화수소 가스는 가스 노즐(10b)로부터 소정량, 예를 들어 도4의 (g)에 도시한 바와 같이 2 slm 공급한다. 질소 가스는 가스 분산 노즐(9)로부터 소정량, 예를 들어 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 공급한다. 이 플로우 공정 시, 배기부(GE)에 의해 반응관(2) 내를 계속적으로 배기함으로써 상기한 압력을 유지한다.Next, as shown in FIG. 4C, a predetermined amount of nitrogen is supplied from the gas dispersion nozzle 8 into the reaction tube 2, and the inside of the reaction tube 2 is predetermined by the heater 7. Is set to 300 ° C, for example, as shown in Fig. 4A. In addition, the gas in the reaction tube 2 is discharged, and the reaction tube 2 is set to a predetermined pressure, for example, 300 Torr as shown in Fig. 4B. Next, a cleaning gas composed of fluorine gas, hydrogen fluoride gas, and nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2 from the gas nozzles 10a and 10b and the gas dispersion nozzle 9 (flow step). Here, the fluorine gas is supplied from the gas nozzle 10a by a predetermined amount, for example, 2 slm as shown in Fig. 4F. Hydrogen fluoride gas is supplied from the gas nozzle 10b by a predetermined amount, for example, 2 slm as shown in Fig. 4G. Nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 by a predetermined amount, for example, as shown in FIG. In this flow process, the above-mentioned pressure is maintained by continuously exhausting the inside of the reaction tube 2 by the exhaust section GE.

클리닝 가스가 반응관(2) 내로 도입되면, 클리닝 가스가 가열되어 클리닝 가스 중의 불소가 활성화, 즉 반응성을 갖는 자유로운 원자를 다수 가진 상태로 된다. 이 활성화된 불소가 반응관(2)의 내벽 등에 부착된 부생성물막에 접촉(반응)함으로써 부생성물막이 에칭된다.When the cleaning gas is introduced into the reaction tube 2, the cleaning gas is heated so that the fluorine in the cleaning gas has a large number of free atoms which are activated, i.e., reactive. This activated fluorine contacts (reacts) the byproduct film attached to the inner wall of the reaction tube 2 or the like to etch the byproduct film.

반응관(2) 내에 클리닝 가스가 공급된 후 소정 시간이 경과하면, 가스 노즐(10a, 10b)로부터의 불소 및 불화수소 가스의 공급을 정지한다. 또한, 반응관(2) 내에, 예를 들어 가스 분산 노즐(9)로부터 소정량의 질소 가스를 공급하는 동시에, 배기부(GE)에 의해 반응관(2) 내의 가스를 배출한다(퍼지 공정).When a predetermined time elapses after the cleaning gas is supplied into the reaction tube 2, the supply of fluorine and hydrogen fluoride gases from the gas nozzles 10a and 10b is stopped. In addition, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied into the reaction tube 2 from, for example, the gas dispersion nozzle 9, and the gas in the reaction tube 2 is discharged by the exhaust unit GE (purge step). .

클리닝 처리가 종료되면, 가스 분산 노즐(9)로부터 반응관(2) 내로 소정량의 질소 가스를 공급하여, 반응관(2) 내의 압력을 상압으로 복귀시키는 동시에, 히터(7)에 의해 반응관(2) 내를 소정 온도로 유지한다. 그리고, 보트 엘리베이터(128)에 의해 덮개(5)를 하강시켜 웨이퍼 보트(6)를 언로드하는 동시에 반응관(2)을 개방한다. 다음에, 새로운 로드의 반도체 웨이퍼(W)가 수용된 웨이퍼 보트(6)를 덮개(5) 상에 적재하여, 전술한 바와 같은 실시 형태로 다시 성막 처리를 행한다.When the cleaning process is completed, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the gas dispersion nozzle 9 into the reaction tube 2 to return the pressure in the reaction tube 2 to the normal pressure, and the reaction tube is heated by the heater 7. (2) The inside is kept at a predetermined temperature. The lid 5 is lowered by the boat elevator 128 to unload the wafer boat 6 and open the reaction tube 2. Next, the wafer boat 6 in which the new load of the semiconductor wafer W is accommodated is mounted on the lid 5, and the film forming process is performed again in the above-described embodiment.

<실험><Experiment>

도1 및 도2에 도시하는 성막 장치(1)를 사용하여 성막 처리 및 클리닝 처리를 실행하여, 반응관(2) 내에 부착된 부생성물막의 제거 상태를 검사하는 실험을 행하였다. 구체적으로는, 도4에 도시하는 성막 처리를 행하여 반도체 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성하고, 여기서 실리콘 질화물 등의 반응 생성물이 반응관(2) 내에 1 ㎛의 두께의 부생성물막으로서 퇴적되었다. 다음에, 도4에 도시하는 클리닝 처리를 행하여 반응관(2) 내의 부생성물막의 제거를 행하였다. 클리닝 처리 후, 반응관(2)의 벽면의 표면 상태 및 가스 노즐(10a, 10b)의 표면 상태를 마이크로 스코프에 의해 촬영한 사진에 의해 검사하였다. 이 결과, 반응관(2)의 벽면에 부착된 부생성물막이 반응관(2) 내의 하부 및 중간부뿐만 아니라 상부에 있어서도 충분히 제거된 것이 관찰되었다. 또한, 가스 노즐(10a, 10b)의 표면의 열화는 관찰되지 않았다. 이로 인해, 상기 실시 형태에 관한 성막 장치는 반응관(2) 내의 클리닝 처리를 전체적으로 균일하고 또한 효과적으로 행할 수 있고, 또한 클리닝 가스의 가스 노즐(10a, 10b)이 열화를 방지하는 것이 가능한 것을 확인할 수 있었다.The film forming process and the cleaning process were performed using the film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2, and the experiment which examines the removal state of the by-product film adhered in the reaction tube 2 was performed. Specifically, a film forming process shown in FIG. 4 is performed to form a silicon nitride film on the semiconductor wafer W, where reaction products such as silicon nitride are deposited as a by-product film having a thickness of 1 탆 in the reaction tube 2. It became. Next, the cleaning process shown in FIG. 4 was performed to remove the by-product film in the reaction tube 2. After the cleaning treatment, the surface state of the wall surface of the reaction tube 2 and the surface state of the gas nozzles 10a and 10b were inspected by a photograph taken by a microscope. As a result, it was observed that the by-product film adhering to the wall surface of the reaction tube 2 was sufficiently removed not only in the lower and middle portions of the reaction tube 2 but also in the upper portion. In addition, deterioration of the surfaces of the gas nozzles 10a and 10b was not observed. For this reason, the film-forming apparatus which concerns on the said embodiment can confirm that the cleaning process in the reaction tube 2 can be performed uniformly and effectively as a whole, and that the gas nozzles 10a and 10b of cleaning gas can prevent deterioration. there was.

<귀결 및 변경예><Example and change example>

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 가스 노즐(10)의 가스 공급구(10t)가 상향으로 지향되므로, 클리닝 가스를 반응관(2)의 상부까지 충분히 공급할 수 있고, 따라서 반응관(2) 내의 클리닝 처리를 전체적으로 균일하고 또한 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)은 짧고 또한 반응관(2)의 저부에 배치되므로, 클리닝 가스 및 열의 조합의 영향에 의한 가스 노즐(10)의 열화를 제어할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)이 웨이퍼 보트(6)를 사이에 두고 배기 구멍(3h)과 대향하고 또한 배기 구멍(3h)보다도 낮은 위치에 배치되므로, 가스 노즐(10)로부터 공급된 클리닝 가스가 가스 노즐(10)과 접하기 어려워져, 가스 노즐(10)의 열화를 더욱 억제할 수 있다. 또한, 가스 노즐(10)의 가스 공급구(10t)가 웨이퍼 보트(6)의 지지 레벨의 최하 레벨[최하의 웨이퍼(W)의 레벨]보다도 아래에 위치하기 때문에, 웨이퍼 보트(6)의 부생성물막이 부착된 부분의 클리닝 처리를 효과적으로 행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since the gas supply port 10t of the gas nozzle 10 is directed upward, the cleaning gas can be sufficiently supplied to the upper portion of the reaction tube 2, and thus the reaction tube 2 Can be performed uniformly and effectively as a whole. In addition, since the gas nozzle 10 is short and disposed at the bottom of the reaction tube 2, the deterioration of the gas nozzle 10 can be controlled by the influence of the combination of the cleaning gas and heat. In addition, since the gas nozzle 10 is disposed at a position facing the exhaust hole 3h with the wafer boat 6 interposed therebetween and lower than the exhaust hole 3h, the cleaning gas supplied from the gas nozzle 10 is a gas. It becomes difficult to contact the nozzle 10, and the deterioration of the gas nozzle 10 can be further suppressed. In addition, since the gas supply port 10t of the gas nozzle 10 is located below the lowest level of the support level of the wafer boat 6 (the level of the lowest wafer W), the portion of the wafer boat 6 The cleaning treatment of the portion where the product film is attached can be performed effectively.

상기 실시 형태에서는 반응관(2)의 일측방에 반응관(2) 내의 가스를 배기하기 위한 배기 공간(21)이 배치되고, 처리 공간(S)과 배기 공간(21) 사이의 격벽(22)에 복수의 배기 구멍(3h)이 형성된 성막 장치(1)가 예시된다. 이것 대신에, 예를 들어 도5에 도시한 바와 같이, 반응관(2)에 배기 공간(21)이 배치되지 않고, 반응관(2)의 하단부 근방의 측면에 배기구(3)가 배치되어, 여기에 처리 공간(S)으로부터 가스가 직접 유입되는 성막 장치(1)라도 좋다. 이 경우에도, 가스 노즐(10)이 웨이퍼 보트(6)를 사이에 두고 배기구(3)와 대향하는 위치에 배치되는 동시에, 그 가스 공급구(10t)가 상향으로 지향되고 또한 배기구(3)의 최하부의 위치(P)보다도 하측에 있도록 설정된다. 이에 의해, 도5에 도시하는 장치에 있어서도, 도1에 도시하는 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 배치식 횡형 성막 장치나 매엽식의 성막 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.In the said embodiment, the exhaust space 21 for exhausting the gas in the reaction tube 2 is arrange | positioned at one side of the reaction tube 2, and the partition 22 between the process space S and the exhaust space 21 is carried out. The film-forming apparatus 1 in which the some exhaust hole 3h was formed in is illustrated. Instead of this, for example, as shown in FIG. 5, the exhaust space 21 is not disposed in the reaction tube 2, and the exhaust port 3 is disposed on the side of the reaction tube 2 near the lower end portion thereof. The film forming apparatus 1 in which gas flows directly from the processing space S may be used here. Also in this case, the gas nozzle 10 is disposed at a position facing the exhaust port 3 with the wafer boat 6 interposed therebetween, while the gas supply port 10t is directed upward and the exhaust port 3 It is set to be lower than the position P of the lowest part. Thereby, also in the apparatus shown in FIG. 5, the same effect as the apparatus shown in FIG. 1 can be acquired. Moreover, it is also possible to apply this invention to a batch type | mold horizontal film-forming apparatus or single | leaf type film-forming apparatus.

상기 실시 형태에서는 가스 노즐(10)이 웨이퍼 보트(6)를 사이에 두고 배기 구멍(3h) 혹은 배기구(3)와 대향하는 구성, 가스 노즐(10)의 가스 공급구(10t)가 상향으로 지향되는 구성, 가스 공급구(10t)가 배기 구멍(3h) 혹은 배기구(3)의 최하부의 위치(P)보다도 하측에 있는 구성, 가스 공급구(10t)가 웨이퍼 보트(6)의 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래에 위치하는 구성이 모두 조합하여 사용된다. 그러나, 이들 구성은 각각 단독으로, 혹은 부분적으로 조합되어 사용해도, 각각의 효과를 단독으로, 혹은 부분적으로 조합하여 얻을 수 있다.In the above embodiment, the gas nozzle 10 faces the exhaust hole 3h or the exhaust port 3 with the wafer boat 6 interposed therebetween, and the gas supply port 10t of the gas nozzle 10 is directed upward. The gas supply port 10t is lower than the exhaust hole 3h or the position P of the lowermost part of the exhaust port 3, and the gas supply port 10t is the lowest of the support level of the wafer boat 6. All the structures located below the level are used in combination. However, even if these structures are used individually or in combination respectively, they can obtain each effect individually or in combination partially.

상기 실시 형태에서는 MLD법을 사용하여 실리콘 질화막을 형성하지만, 예를 들어 열CVD법을 사용하여 실리콘 질화막을 형성해도 된다. 상기 실시 형태에서는 플라즈마 생성부(11)를 구비하는 성막 장치(1)가 예시되지만, 본 발명은, 예를 들어 촉매, UV, 열, 자력 등의 다른 매체를 이용하는 가스 여기부를 구비하는 성막 장치에도 적용 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 성막 장치(1)는 실리콘 질화막을 형성하도록 구성되지만, 본 발명은 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 폴리실리콘막 등의 다른 박막을 형성하는 성막 장치에도 적용 가능하다.In the above embodiment, the silicon nitride film is formed using the MLD method, but for example, the silicon nitride film may be formed using the thermal CVD method. Although the film-forming apparatus 1 provided with the plasma generation part 11 is illustrated in the said embodiment, this invention also applies to the film-forming apparatus provided with the gas excitation part using other media, such as a catalyst, UV, heat, a magnetic force, for example. Applicable In addition, in the said embodiment, although the film forming apparatus 1 is comprised so that a silicon nitride film may be formed, this invention is applicable also to the film forming apparatus which forms another thin film, such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a polysilicon film.

상기 실시 형태에서는 실리콘 질화물을 주성분(50 % 이상을 의미함)으로 하는 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스로서, 불소 가스와 불화수소 가스를 포함하는 가스가 예시된다. 그러나, 클리닝 가스는 성막 처리에 의해 부착된 부생성물막을 제거 가능한 가스이면 다른 가스라도 좋고, 예를 들어 불소 가스와 수소 가스를 포함하는 가스를 사용할 수 있다.In the said embodiment, the gas containing fluorine gas and hydrogen fluoride gas is illustrated as a cleaning gas which etches the by-product film | membrane which has a silicon nitride as a main component (meaning 50% or more). However, the cleaning gas may be any other gas as long as it is a gas capable of removing the by-product film attached by the film forming process. For example, a gas containing fluorine gas and hydrogen gas can be used.

상기 실시 형태에서는 DCS 가스 등의 성막 가스 공급 시에 희석 가스로서 질소 가스를 공급하는 경우가 예시된다. 이 점에 관하여, 성막 가스 공급 시에 질소 가스를 공급하지 않아도 된다. 단, 질소 가스를 희석 가스로서 포함함으로써 처리 시간의 설정 등이 용이해지므로, 희석 가스를 포함하는 것이 바람직하다. 희석 가스로서는, 불활성 가스인 것이 바람직하고, 질소 가스 외에, 예를 들어 헬륨 가스(He), 네온 가스(Ne), 아르곤 가스(Ar), 크세논 가스(Xe)를 적용할 수 있다.In the said embodiment, the case where nitrogen gas is supplied as a dilution gas at the time of supply of film-forming gas, such as DCS gas, is illustrated. In this regard, the nitrogen gas may not be supplied at the time of the deposition gas supply. However, since the setting of processing time etc. becomes easy by including nitrogen gas as a dilution gas, it is preferable to include a dilution gas. The diluent gas is preferably an inert gas, and besides nitrogen gas, for example, helium gas (He), neon gas (Ne), argon gas (Ar), and xenon gas (Xe) can be applied.

추가적인 이점 및 변경들은 당 업계의 숙련자들에게 용이하게 착안될 것이다. 그러므로, 보다 넓은 관점에서의 본 발명은 본 명세서에 도시되고 설명된 특정 설명 및 대표적인 실시예들에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 그와 균등물 의해 정의된 바와 같은 일반적인 본 발명의 개념의 사상 또는 범주를 벗어나지 않는 한 다양한 변경들이 이루어질 수도 있다.Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific description and representative embodiments shown and described herein. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a film forming apparatus (vertical CVD apparatus) according to an embodiment of the present invention.

도2는 도1에 도시한 장치의 일부를 도시하는 횡단 평면도.FIG. 2 is a cross sectional plan view showing a part of the apparatus shown in FIG. 1; FIG.

도3은 도1에 도시하는 장치의 제어부의 구성을 도시하는 도면.FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a control unit of the apparatus shown in FIG. 1; FIG.

도4는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 처리 및 클리닝 처리의 레시피를 도시하는 타이밍 차트.4 is a timing chart showing a recipe of a film forming process and a cleaning process according to the embodiment of the present invention.

도5은 상기 실시 형태의 변형예에 관한 성막 장치(종형 CVD 장치)를 도시하는 단면도.Fig. 5 is a sectional view showing a film forming apparatus (vertical CVD apparatus) according to a modification of the above embodiment.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 성막 장치1: film forming apparatus

2 : 반응관2: reaction tube

4 : 배기관4: exhaust pipe

5 : 덮개5: cover

6 : 웨이퍼 보트6: wafer boat

7 : 히터7: heater

8, 9 : 가스 분산 노즐8, 9: gas dispersion nozzle

10 : 가스 노즐10 gas nozzle

11 : 플라즈마 생성부11: plasma generator

12 : 전극12 electrode

71 : 단열 커버71: heat insulation cover

W : 웨이퍼W: Wafer

Claims (20)

복수의 피처리 기판을 상하에 간격을 두고 적층한 상태로 수납하도록 구성된 단일관 구조의 반응실과,A reaction chamber having a single tube structure configured to receive a plurality of substrates to be stacked in a stacked state at intervals above and below; 상기 반응실 내에서 상기 피처리 기판을 지지하도록 설정된 복수의 지지 레벨을 갖는 지지 부재와,A support member having a plurality of support levels set to support the substrate to be processed in the reaction chamber; 상기 반응실의 주위에 배치된 상기 피처리 기판을 가열하기 위한 히터와,A heater for heating the substrate to be processed disposed around the reaction chamber; 상기 반응실에 성막 가스를 공급하고, 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 전체에 걸치도록 복수의 가스 분사 구멍이 소정의 간격을 두고 형성된 가스 분산 노즐을 포함하는 성막 가스 공급계와, A deposition gas supply system including a gas dispersion nozzle which supplies a deposition gas to the reaction chamber and has a plurality of gas injection holes formed at predetermined intervals so as to cover the entirety of the support level of the support member; 상기 반응실 내에 부착된 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와,A cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas for etching the byproduct film attached to the reaction chamber; 상기 반응실 내를 배기하고, 상기 반응실의 하단부 근방에 배치된 배기구를 포함하는 배기계를 구비하고,An exhaust system including an exhaust port disposed in the vicinity of a lower end of the reaction chamber and exhausting the inside of the reaction chamber; 상기 클리닝 가스 공급계는 상기 반응실의 저부 근방에서 상향으로 지향된 가스 공급구를 상단부에 갖는 가스 노즐을 포함하고, 상기 가스 공급구는 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래에 위치하는 반도체 처리용 성막 장치.The cleaning gas supply system includes a gas nozzle having a gas supply port directed upward in the vicinity of the bottom of the reaction chamber, and the gas supply port is located below the lowest level of the support level of the support member. Film deposition apparatus for processing. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급구는 상기 배기구의 하단부보다도 아래에 위치하는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 1, wherein the gas supply port is located below the lower end of the exhaust port. 제2항에 있어서, 상기 배기구의 상기 하단부는 상기 지지 레벨의 상기 최하 레벨보다도 아래에 위치하는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 2, wherein the lower end portion of the exhaust port is located below the lowest level of the support level. 제1항에 있어서, 상기 가스 노즐은 상기 지지 부재를 사이에 두고 상기 배기구에 대향하는 위치에 배치되는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 1, wherein the gas nozzle is disposed at a position facing the exhaust port with the support member interposed therebetween. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 반응실의 외측에 설치되어 상기 피처리 기판을 수납하는 처리 공간과 출구 개구를 통해 연통하는 플라즈마 생성 공간을 형성하는 플라즈마 생성부를 더 구비하고, 상기 성막 가스 공급계는 상기 플라즈마 생성부를 경유 하지 않고 상기 처리 공간에 제1 성막 가스를 공급하는 제1 성막 가스 공급계와, 상기 플라즈마 생성부를 경유하여 상기 처리 공간에 제2 성막 가스를 공급하는 제2 성막 가스 공급계를 포함하는 반도체 처리용 성막 장치.The plasma generating unit of claim 1, further comprising a plasma generating unit disposed outside the reaction chamber to form a processing space for accommodating the substrate to be processed and a plasma generating space communicating through an outlet opening. A first film forming gas supply system for supplying a first film forming gas to the processing space without passing through the plasma generating unit, and a second film forming gas supply system for supplying a second film forming gas to the processing space via the plasma generating unit. A film forming apparatus for semiconductor processing. 제7항에 있어서, 상기 가스 노즐은 상기 지지 부재를 사이에 두고 상기 배기구에 대향하는 위치에서, 또한 상기 플라즈마 생성부의 상기 출구 개구의 양측에 각각 배치된 2개의 가스 노즐을 구비하는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming film for semiconductor processing according to claim 7, wherein the gas nozzle includes two gas nozzles disposed at opposite sides of the outlet of the plasma generation unit, respectively, at positions opposite to the exhaust port with the support member interposed therebetween. Device. 제1항에 있어서, 상기 장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 피처리 기판을 지지하고 있지 않은 상기 지지 부재를 수납한 상기 반응실에 대해 상기 부생성물막을 제거하는 클리닝 처리를 행하도록 미리 설정되고, 여기서 상기 클리닝 가스 공급계로부터 상기 반응실 내로 상기 클리닝 가스를 공급하는 동시에, 상기 배기계에 의해 상기 반응실 내를 배기하는 반도체 처리용 성막 장치.The cleaning process according to claim 1, further comprising a control unit for controlling the operation of the apparatus, wherein the control unit removes the byproduct film from the reaction chamber in which the support member is not supported. Wherein the cleaning gas is supplied from the cleaning gas supply system into the reaction chamber, and the inside of the reaction chamber is exhausted by the exhaust system. 제1항에 있어서, 상기 장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 반응실 내에 수납한 상기 피처리 기판 상에 CVD에 의해 박막을 형성하는 성막 처리를 행하도록 미리 설정되고, 여기서 상기 반응실 내에 제1 및 제2 성막 가스를 교대로 반복하여 공급하는 반도체 처리용 성막 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a control unit for controlling the operation of the apparatus, wherein the control unit is set in advance to perform a film forming process of forming a thin film by CVD on the substrate to be stored in the reaction chamber, A film forming apparatus for semiconductor processing, in which first and second film forming gases are alternately and repeatedly supplied into the reaction chamber. 복수의 피처리 기판을 상하에 간격을 두고 적층한 상태로 수납하도록 구성된 단일관 구조의 반응실과,A reaction chamber having a single tube structure configured to receive a plurality of substrates to be stacked in a stacked state at intervals above and below; 상기 반응실 내에서 상기 피처리 기판을 지지하도록 설정된 복수의 지지 레벨을 갖는 지지 부재와,A support member having a plurality of support levels set to support the substrate to be processed in the reaction chamber; 상기 반응실의 주위에 배치된 상기 피처리 기판을 가열하기 위한 히터와,A heater for heating the substrate to be processed disposed around the reaction chamber; 상기 반응실에 실란계 가스를 포함하는 제1 성막 가스를 공급하는 제1 성막 가스 공급계와,A first film forming gas supply system for supplying a first film forming gas containing a silane gas to the reaction chamber; 상기 반응실에 질화 가스를 포함하는 제2 성막 가스를 공급하는 제2 성막 가스 공급계와,A second film forming gas supply system for supplying a second film forming gas containing a nitride gas to the reaction chamber; 상기 반응실의 외측에 설치된, 상기 피처리 기판을 수납하는 처리 공간과 출구 개구를 통해 연통하는 플라즈마 생성 공간을 형성하는 플라즈마 생성부와, A plasma generation unit provided outside the reaction chamber to form a processing space for accommodating the substrate to be processed and a plasma generation space communicating through an outlet opening; 상기 제1 및 제2 성막 가스의 반응에 의해 생성되고 또한 상기 반응실 내에 부착된 부생성물막을 에칭하는 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급계와,A cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas for etching the byproduct film generated by the reaction of the first and second film forming gases and attached to the reaction chamber; 상기 반응실 내를 배기하고, 상기 반응실의 하단부 근방에 배치된 배기구를 포함하는 배기계를 구비하고,An exhaust system including an exhaust port disposed in the vicinity of a lower end of the reaction chamber and exhausting the inside of the reaction chamber; 상기 제2 성막 가스는 상기 플라즈마 생성 공간을 통해 상기 처리 공간에 공급되고,The second deposition gas is supplied to the processing space through the plasma generation space, 상기 클리닝 가스 공급계는 상기 반응실의 저부 근방에서 상향으로 지향된 가스 공급구를 상단부에 갖는 가스 노즐을 포함하고, 상기 가스 공급구는 상기 지지 부재의 상기 지지 레벨의 최하 레벨보다도 아래이고 또한 상기 배기구의 하단부보다도 아래에 위치하는 반도체 처리용 성막 장치.The cleaning gas supply system includes a gas nozzle having a gas supply port directed upwardly near the bottom of the reaction chamber at an upper end thereof, wherein the gas supply port is lower than the lowest level of the support level of the support member and is exhausted. A film forming apparatus for semiconductor processing located below the lower end of the substrate. 제11항에 있어서, 상기 클리닝 가스는 불소 가스와 불화수소 가스의 혼합, 또는 불소 가스와 수소 가스의 혼합을 포함하는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 11, wherein the cleaning gas includes a mixture of fluorine gas and hydrogen fluoride gas, or a mixture of fluorine gas and hydrogen gas. 제11항에 있어서, 상기 배기구의 상기 하단부는 상기 지지 레벨의 상기 최하 레벨보다도 아래에 위치하는 반도체 처리용 성막 장치.12. The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 11, wherein the lower end portion of the exhaust port is located below the lowest level of the support level. 제11항에 있어서, 상기 가스 노즐은 상기 지지 부재를 사이에 두고 상기 배기구에 대향하는 위치에 배치되는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 11, wherein the gas nozzle is disposed at a position facing the exhaust port with the support member interposed therebetween. 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서, 상기 제1 성막 가스는 상기 플라즈마 생성부를 통하지 않 고 상기 처리 공간에 공급되는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 11, wherein the first film forming gas is supplied to the processing space without passing through the plasma generating unit. 제14항에 있어서, 상기 가스 노즐은 상기 플라즈마 생성부의 상기 출구 개구의 양측에 각각 배치된 2개의 가스 노즐을 구비하는 반도체 처리용 성막 장치.The film forming apparatus for semiconductor processing according to claim 14, wherein the gas nozzle comprises two gas nozzles respectively disposed at both sides of the outlet opening of the plasma generation unit. 제11항에 있어서, 상기 장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 피처리 기판을 지지하고 있지 않은 상기 지지 부재를 수납한 상기 반응실에 대해 상기 부생성물막을 제거하는 클리닝 처리를 행하도록 미리 설정되고, 여기서 상기 클리닝 가스 공급계로부터 상기 반응실 내로 상기 클리닝 가스를 공급하는 동시에, 상기 배기계에 의해 상기 반응실 내를 배기하는 반도체 처리용 성막 장치.12. The cleaning process according to claim 11, further comprising a control unit for controlling the operation of the apparatus, wherein the control unit removes the by-product film from the reaction chamber in which the supporting member is not supported. Wherein the cleaning gas is supplied from the cleaning gas supply system into the reaction chamber, and the inside of the reaction chamber is exhausted by the exhaust system. 제11항에 있어서, 상기 장치의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 반응실 내에 수납한 상기 피처리 기판 상에 CVD에 의해 박막을 형성하는 성막 처리를 행하도록 미리 설정되고, 여기서 상기 반응실 내에 상기 제1 성막 가스와 상기 플라즈마 생성부에서 여기한 상기 제2 성막 가스를 교대로 반복하여 공급하는 반도체 처리용 성막 장치.12. The apparatus of claim 11, further comprising a control unit for controlling the operation of the apparatus, wherein the control unit is set in advance to perform a film forming process of forming a thin film by CVD on the substrate to be stored in the reaction chamber, Wherein the first film forming gas and the second film forming gas excited by the plasma generating unit are alternately and repeatedly supplied into the reaction chamber.
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